پمپ سانتریفیوژ

پمپ گریز از مرکز (به انگلیسی: Centrifugal pump) سازوکار پمپ گریز از مرکز براساس نیروی گریز از مرکز است بدین صورت که مایع به مرکز پمپ و پای پره‌های پروانه وارد می‌شود. (در اثر کاهش فشار در این ناحیه) پروانه توسط الکتروموتور با سرعت بالا دوران می‌کند و مایع قرارگرفته در بین پره‌های پروانه همراه با آن به دوران در می‌آید لذا انرژی جنبشی آن افزایش می‌یابد و در اثر  نیروی گریز از مرکز به طرف خارج پرتاب می‌شود و پوسته پمپ را پر از سیال می‌کند. در نهایت انرژی جنبشی  مایع به دلیل طراحی خاص مجرای خروجی پمپ به انرژی پتانسیل فشار تبدیل می‌گردد.

تصویری از یک پمپ سانتریفیوژ (گریز از مرکز)

برای افزایش فشار مایعات استفاده می‌شود. این پمپ ممکن است، یک یا چند طبقه، تک‌مکشه، محفظه با برش شعاعی، مخصوص نصب عمودی. در مواردی بسته به تعداد طبقات و اندازه موتور می‌تواند به صورت افقی یا مایل نیز نصب شود. پروانه‌ها به صورت جریان شعاعی یا مختلط بوده و قابل تراش می‌باشند. محفظه طبقات پمپ‌های جریان شعاعی توسط بست طبقات و محفظه طبقات پمپ‌های جریان مختلط توسط پیچ‌های دو سر به یکدیگر متصل می‌شوند. محفظه مکش بین موتور و پمپ توسط صافی مکش پمپ را در مقابل ذرات درون آب محافظت می‌کند. این نوع پمپ‌ها معمولاً دارای سوپاپ یکطرفه می‌باشند.

مزایای پمپ‌های گریز از مرکز

  • ساختار و روش تولید ساده
  • قیمت ارزان
  • تولید فشار یکنواخت
  • از نظر جنس پروانه و محفظه
  • تنوع زیادی دارند
  • هزینه تعمیر و نگهداری کمی دارند.
  • با تراشیدن پروانه آن‌ها می‌توان عملکرد آن‌ها را تغییر داد.
  • چون می‌توانند در دورهای بالا کار کنند امکان اتصال مستقیم به موتور الکتریکی را دارند.
  • گذر حجمی سیال در آن‌ها یکنواخت می‌باشد و چنانچه لوله خروجی مسدود یا تنگ شود، فشار زیادی ایجاد نخواهد کرد که به پمپ آسیب برساند در نتیجه زیر بار نمی‌مانند.

معایب پمپ گریز از مرکز

  • این پمپ‌ها هد پایینی دارند.
  • در دبی‌های بالا راندمان آن‌ها سریعاً افت می‌کند.
  • این پمپ‌ها خود آب‌بند نیستند لذا نیاز به آب‌بندی دارند.
  • بازده بالا در محدودهٔ کمی از شرایط عملکرد پمپ امکان‌پذیر است.
  • نمی‌توانند سیالات با گران روی بالا را به صورت مؤثر پمپ کنند.

روابط تشابهی حاکم بر پمپ‌های گریز از مرکز

روابط تشابهی حاکم بر پمپ‌های سانتریفیوژ عبارتند از:

قوانین تشابه قطر پروانه تغییرات دبی با نسبت تغییرات قطر پروانه متناسب است تغییرات هد با مربع نسبت تغییرات قطر پروانه متناسب است تغییرات توان با مکعب نسبت تغییرات قطر پروانه متناسب است

قوانین تشابه دور پمپ تغییرات دبی با نسبت تغییرات دور متناسب است تغییرات هد با مربع نسبت تغییرات دور متناسب است تغییرات توان با مکعب نسبت تغییرات دور متناسب است

نابالانسی در پمپ‌های گریز از مرکز

وقتی اجزای چرخان پمپ نابالانس باشند، ارتعاش حاصل از عضو چرخان نابالانس می‌تواند ترسناک باشد. این ارتعاش می‌تواند موجب لرزش سطح زمینی که دستگاه روی آن قرار گرفته‌است شود، دستگاه‌های اطراف آن در جای خود تکان می‌خورند، پیچ‌های نگه دارنده شل می‌شوند و قطعات می‌شکنند. یک عضو چرخان نابالانس یر روی یاتاقان‌های خود نیرو اعمال می‌کند و آن را از طریق سازه خود به بیرون منتقل می‌نماید و نهایتاً این نیرو به فونداسیون می‌رسد. دلایل بروز نابالانسی:

  • خمش یا قوس برداشتن بین یاتاقان‌های تکیه گاهی
  • وزن معلق تحت نیروی ثقل محور محرک را خمیده می‌کند
  • ماده یا سیال غیریکنواخت توزیع شده در روتور
  • قطعات هرز و لق شده بر روی روتور
  • قطرهای مختف المرکز بر روی روتور که ناشی از ساخت می‌باشد و قطعات روی روتور هم مرکز نشده‌اند
  • هم تراز نبودن مسیر رانش با محور روتور
  • کوپلینگ‌های راننده لق از پشت هم پرش می‌کنند
  • از بین رفتن تلرانس‌های بین قطعات مونتاژ شده بر روی روتور
  • شانه‌ای‌های روی روتور خارج از میدان محور دوران ساخته شده‌اند
  • خلل و حفره‌های روی روتور
  • هم تراز نبودن یاتاقان‌ها به محور نیرو وارد کرده و آن را قوس می‌دهد

کاربردها

  • جهت انتقال آب تمیز در مصارف آبیاری، سیستم‌های آبیاری بارانی، ایستگاه‌های تقویت فشار، تأمین آب اضطراری، زه‌کشی آب‌های زیر زمینی، تأسیسات تصفیه آب مصارف شستشوی صنعتی و سیستم‌های آتش نشانی
  • در معادن و آب نماها بکار می‌رود. میزان مجاز شن در آب مورد پمپاژ ۲۰ گرم بر متر مکعب می‌باشد.
  • یکی از انواع پمپ‌های گریز از مرکز مپ استخری می‌باشد که دارای دبی زیاد و هد کم می‌باشند. پمپ تصفیه استخر آب استخر را از راه دریچه‌های کف استخر بهمراه گریل‌ها یا اسکیمر مکش نموده و با ایجاد فشار، آن را از تجهیزات تصفیه آب مانند فیلتر تصفیه استخر، تجهیزات گندزدایی و سیستم گرمایشی عبور داده و در نهایت توسط نازل‌ها مجدداً به استخر بازمی‌گرداند

نقطه عملکرد پمپ گریز از مرکز

پمپ‌های گریز از مرکز می‌توانند در شرایط مختلفی از نظر دبی و هد (تمامی نقاطی که روی منحنی دبی-هد پمپ قرار دارند) کار کنند. به نقطهٔ خاصی از نظر دبی و هد که پمپ در آن کار می‌کند، نقطه عملکرد پمپ گفته می‌شود که توان الکترموتور، بازده و مقدار ارتفاع مکش مثبت خالص را تعیین می‌کند. این نقطه از تقاطع منحنی سیستم با منحنی عملکرد پمپ بدست می‌آید.

روابط تشابهی حاکم بر پمپ‌های گریز از مرکز

روابط تشابهی حاکم بر پمپ‌های سانتریفیوژ عبارتند از:

  • قوانین تشابه قطر پروانه

تغییرات دبی با نسبت تغییرات قطر پروانه متناسب است تغییرات هد با مربع نسبت تغییرات قطر پروانه متناسب است تغییرات توان با مکعب نسبت تغییرات قطر پروانه متناسب است

  • قوانین تشابه دور پمپ

تغییرات دبی با نسبت تغییرات دور متناسب است تغییرات هد با مربع نسبت تغییرات دور متناسب است تغییرات توان با مکعب نسبت تغییرات دور متناسب است.

اجزای تشکیل دهنده الکتروپمپ گریز از مرکز

قسمت‌های اساسی یک الکتروپمپ گریز از مرکز عبارتند از:

  • الکتروموتور: که شامل قسمت الکتریکی پمپ است.
  •  کوپلینگ یا هم محورسازی :که متصل‌کننده الکترومتر به شافت (محور) پمپ است.
  • محفظه یاتاقان: که محل قرارگیری برینگ‌ها می‌باشد.
  • مکانیکال سیل: که محل آب‌بندی پمپ و جداکننده سیال پمپاژ شده و قسمت مکانیکی پمپ است.
  • پره‌های پمپ: که با توجه به نوع کاربرد دارای انواع گوناگون هستند.

دو جزء اصلی پمپ‌های گریز از مرکز پروانه و تیغه  آن و حلزونی پمپ هستند.

مزایا و معایب پمپ گریز از مرکز

از مزایای پمپ گریز از مرکز می‌توان به ویژگی تولید یک جریان هموار و یکنواخت اشاره نمود. برخی انواع پمپ‌های گریز از مرکز مقداری شن نیز پمپ می‌کنند و در کل مطمئن و دارای عمر کاری خوبی می‌باشند.

از معایب این پمپ‌های می‌توان به از دست دادن سطح کیفی راه اندازی اشاره نمود که بعد از راه اندازی رخ می‌دهد. همچنین راندمان این پمپ‌ها وابسته به کار تحت هد و سرعت طراحی می‌باشد.

در راه اندازی یک پمپ گریز از مرکز از آنجایی‌که این پمپ‌ها از مکش استفاده می‌کنند قابلیت پمپ کردن هوا را ندارند. پس به عنوان یک نتیجه پمپ و لوله بایستی از آب پر باشند تا مشکلی در پمپ آب بروز نکند.